Горизонты техники для детей, 1963 №8 (15)

Наш физический кабинет

Мы с вами уже знаем, что скорость звука очень большая и измерить её довольно трудно. В «Нашем кабинете» проделаем приближенное измерение скорости звуковой волны при помощи самых простых средств. Прежде всего для того, чтобы опыт удался, надо найти такое место, где возникало бы хорошее эхо. Нам понадобятся часы с секундной стрелкой или секундомер. Измеряем расстояние от отражающей стены до пункта, в котором мы находимся (лучше всего, если это расстояние равно приблизительно 100 метрам). Громко ударяем в ладоши. При расстоянии 100 метров от стены эхо услышим через 0,5 секунды (сек.). Проделаем это ещё (200/340 сек.). Проделаем это еще несколько раз, чтобы научиться на слух определять малые промежутки времени между хлопком и эхом.

А теперь можно приступать к настоящему измерению. Очередные хлопки и эхо должны происходить в равные промежутки времени. Это должно выглядеть так: хлопок, эхо, хлопок, эхо и т. д. раз, два, раз, два и т. д.

На счёт «раз» ударяем в ладоши, на счёт «два» слышим эхо. Так считаем равномерно, ударяя в ладоши. Когда вы войдёте в такт и не будете сбиваться со счёта, попросите товарища с часами или секундомером при хлопке на счёт «раз» засечь время на секундомере или запомнить положение секундной стрелки на часах. Вы продолжаете считать. При счете «сто» ваш товарищ должен выключить секундомер.

Пусть время измерения равно 118 секундам. За половину этого времени звуковая волна совершила путь к стене и обратно сто раз, то есть прошла 200 метров. Следовательно, расстояние, пройденное звуковой волной, равно 200 м х 100 = 20 000 м, т. е. 20 км, а время, за которое звуковая волна прошла это расстояние, равно, как мы уже сами подсчитали, 59 секундам. Скорость звука, следовательно, равна:

20 000/59 = 339 м/сек.

Почему для расчета принимаем только половину измеренного времени? Потому, что только в промежуток времени между хлопком и эхом звуковая волна проходит расстояние между нами и стеной (туда и обратно), а между эхом и следующим хлопком проходит столько времени, сколько нужно для сохранения ритма. Если бы мы хлопали и говорили «два» точно в тот момент, когда слышали эхо, измерение равнялось бы 59 секундам. Но нам пришлось бы в таком случае в два раза быстрее хлопать, что трудно, так как хлопки заглушали бы слабое эхо и мы не могли бы войти в ритм.

АPC